JP2010176081A - 露光装置、露光装置の基板搬送方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー測長系によるチャックの位置検出を中断させることなく、基板をチャックに対してθ方向の回転が無い姿勢でチャックに搭載する。
【解決手段】基板１をチャックへ搬送する前に、基板１を温度調節装置５０に搭載して基板１の温度を調節する。温度調節装置５０に基板１をθ方向へ回転する回転機構８０を設け、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する前に、基板１をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板１のθ方向の傾きを補正する。基板１をチャック１０に搭載する前にチャック１０をθ方向へ回転する必要がないので、レーザー測長系によるチャック１０の位置検出が中断されない。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、基板の露光を行う露光装置、露光装置の基板搬送方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特にレーザー測長系を用いて基板を搭載したチャックの位置を検出する露光装置、露光装置の基板搬送方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。

特許文献１には、プロキシミティ露光装置において、レーザー測長系を用いて基板を搭載したチャックの位置を検出し、基板の位置決めを高精度に行う技術が開示されている。また、特許文献２には、基板をチャックに搭載する前に、基板のθ方向の傾きを検出し、チャックを検出した基板の傾き分だけθ方向へ回転することにより、基板がチャックに対してθ方向に回転した姿勢でチャックに搭載されるのを防止する技術が開示されている。

近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５に記載のものがある。

特開２００５−３３１５４２号公報 特開２００８−９０１２号公報 特開２００３−３３２２２１号公報 特開２００５−３５３９２７号公報 特開２００７−２１９０１１号公報

特許文献２に記載の技術では、チャックに搭載する前の基板のθ方向の傾きが大きいと、基板をチャックに搭載する前に、チャックを基板の傾き分だけθ方向へ大きく回転しなければならない。チャックをθ方向へ大きく回転すると、レーザー干渉計がチャックに取り付けたバーミラーで反射されたレーザー光を受光できないため、レーザー測長系によるチャックの位置検出が中断される。その場合、基板をチャックに搭載した後、チャックの回転を元に戻してから、レーザー測長系によるチャックの位置検出を再開するわけであるが、その際、チャックの直交する二辺をＸ方向又はＹ方向と平行にする平行出し作業を行う必要がある。平行出し作業では、ステージによりチャックを移動し、レーザー測長系によりチャックの直交する二辺の位置を二箇所以上で測定する必要があり、作業に時間が掛かる。そのため、タクトタイムが長くなるという問題があった。

また、レーザー測長系によるチャックの位置検出にも微小な検出誤差が生じるが、レーザー測長系によるチャックの位置検出が一旦中断すると、中断後に平行出し作業を行ってからチャックの位置検出を再開しても、検出誤差が中断前と同じになるとは限らず、検出誤差にばらつきが発生するという問題があった。

本発明の課題は、レーザー測長系によるチャックの位置検出を中断させることなく、基板をチャックに対してθ方向の回転が無い姿勢でチャックに搭載することである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで製造することである。

本発明の露光装置は、基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージと、チャックの位置を検出するレーザー測長系とを備えた露光装置において、基板をチャックへ搬送する前に、基板を搭載して基板の温度を調節する温度調節装置と、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出する検出手段と、基板を温度調節装置からチャックへ搬送する基板搬送手段とを備え、温度調節装置が、基板をθ方向へ回転する回転機構を有し、検出手段の検出結果に基づき、基板搬送手段が基板を温度調節装置からチャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正するものである。

また、本発明の露光装置の基板搬送方法は、基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージと、チャックの位置を検出するレーザー測長系とを備えた露光装置の基板搬送方法であって、基板をチャックへ搬送する前に、基板を温度調節装置に搭載して基板の温度を調節し、温度調節装置に基板をθ方向へ回転する回転機構を設け、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板を温度調節装置からチャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正するものである。

基板をチャックへ搬送する前に、基板を温度調節装置に搭載して基板の温度を調節し、温度調節装置に基板をθ方向へ回転する回転機構を設け、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板を温度調節装置からチャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正するので、基板がチャックに対してθ方向の回転が無い姿勢でチャックに搭載される。そして、基板をチャックに搭載する前にチャックをθ方向へ回転する必要がないので、レーザー測長系によるチャックの位置検出が中断されない。従って、チャックの平行出し作業をレーザー測長系によるチャックの位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャックの位置検出誤差がばらつき無く一定になる。

さらに、本発明の露光装置は、温度調節装置が、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートと、温度調節プレートから基板を持ち上げる複数の突き上げピンとを有し、回転機構が、基板を持ち上げた複数の突き上げピンをθ方向へ回転して、基板をθ方向へ回転するものである。また、本発明の露光装置の基板搬送方法は、温度調節装置に、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートと、温度調節プレートから基板を持ち上げる複数の突き上げピンとを設け、回転機構により、基板を持ち上げた複数の突き上げピンをθ方向へ回転して、基板をθ方向へ回転するものである。基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートをθ方向へ回転することなく、簡単な構成で基板のθ方向の傾きが補正される。

さらに、本発明の露光装置は、検出手段が、温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を複数箇所で検出する複数のセンサーと、温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を複数箇所で検出する複数のセンサーとを有するものである。また、本発明の露光装置の基板搬送方法は、温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、別の複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出するものである。

長方形の基板をチャックに縦置きで搭載する場合と横置きで搭載する場合とでは、チャックへ搬送する前に温度調節装置に搭載する基板の向きを、異ならせなければならない。温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、別の複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出するので、長方形の基板をチャックに縦置きで搭載する場合及び横置きで搭載する場合のいずれにも対応することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは上記のいずれかの露光装置の基板搬送方法を用いて基板をチャックへ搬送し、基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光装置の基板搬送方法を用いることにより、チャックの平行出し作業をレーザー測長系によるチャックの位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャックの位置検出誤差がばらつき無く一定になるので、高品質な表示用パネル基板が短いタクトタイムで製造される。

本発明の露光装置及び露光装置の基板搬送方法によれば、基板をチャックへ搬送する前に、基板を温度調節装置に搭載して基板の温度を調節し、温度調節装置に基板をθ方向へ回転する回転機構を設け、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板を温度調節装置からチャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正することにより、レーザー測長系によるチャックの位置検出を中断させることなく、基板をチャックに対してθ方向の回転が無い姿勢でチャックに搭載することができる。従って、チャックの平行出し作業をレーザー測長系によるチャックの位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャックの位置検出誤差をばらつき無く一定にすることができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光装置の基板搬送方法によれば、温度調節装置に、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートと、温度調節プレートから基板を持ち上げる複数の突き上げピンとを設け、回転機構により、基板を持ち上げた複数の突き上げピンをθ方向へ回転して、基板をθ方向へ回転することにより、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートをθ方向へ回転することなく、簡単な構成で基板のθ方向の傾きを補正することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光装置の基板搬送方法によれば、温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、別の複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出することにより、長方形の基板をチャックに縦置きで搭載する場合及び横置きで搭載する場合のいずれにも対応することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、チャックの平行出し作業をレーザー測長系によるチャックの位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャックの位置検出誤差をばらつき無く一定にすることができるので、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで製造することができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。 光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。 レーザー測長系の動作を説明する図である。 温度調節装置の上面図である。 図６のＡ−Ａ部の一部断面側面図である。 温度調節装置の動作を説明する図である。 基板エッジ検出センサーの上面図である。 基板エッジ検出センサーの側面図である。 図１１（ａ）は回転機構の上面図、図１１（ｂ）は回転機構の側面である。 受け渡し位置にあるチャックの上面図である。 受け渡し位置にあるチャックの側面図である。 描画制御部の概略構成を示す図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。本実施の形態は、基板にパターンを描画する露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、ステージ駆動回路９、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、基板搬送ロボット３５、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、走行誤差検出回路４６、画像処理装置４９、温度調節装置５０、傾き検出装置６９、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、ステージ駆動回路９、基板搬送ロボット３５、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、走行誤差検出回路４６、画像処理装置４９、温度調節装置５０、傾き検出装置６９、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、基板搬送ロボット３５により基板１がチャック１０へ搬入され、また基板搬送ロボット３５により基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。

基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、７つ以下又は９つ以上の光ビーム照射装置を用いてもよい。

図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。

図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。

θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路９を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。

図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。

図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。

図５は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図５においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、基板搬送ロボット３５、画像処理装置４９、温度調節装置５０、及び傾き検出装置６９が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向の一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向の一側面に取り付けられている。

レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、Ｘステージ５により移動されるチャック１０のＸ方向の位置及びθ方向の傾きを検出する。

一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、Ｘステージ５により移動されるチャック１０のＹ方向の位置を検出する。

走行誤差検出回路４６は、レーザー測長系制御装置４０の検出結果から、Ｘステージ５がＸ方向へ移動する際の横揺れやヨーイング等の走行誤差を検出する。レーザー測長系を用いて、チャック１０の位置を検出することにより、チャック１０の位置を精度良く検出することができるので、Ｘステージ５の走行誤差を精度良く検出することができる。走行誤差検出回路４６は、検出結果を主制御装置７０へ出力する。

図１において、ベース３の手前には、温度調節装置５０が設置されている。通常、基板１は、前工程での処理により温度が上昇又は下降しているため、露光を行う前に基板１の冷却又は加温を行う必要がある。基板搬送ロボット３５は、基板１をチャック１０へ搬入する前に、基板１を温度調節装置５０へ搬入し、温度調節装置５０により温度が調節された基板１を、チャック１０へ搬入する。温度調節装置５０は、チャック１０に搭載された基板１の露光が行われている間、次に露光を行う基板１を搭載して、基板１の温度を調節する。

図６は、温度調節装置の上面図である。また、図７は、図６のＡ−Ａ部の一部断面側面図である。温度調節装置５０は、温度調節プレート５１、脚部５２、固定ベース５３、昇降ガイド５４、昇降ベース５５、バー５６，５８、回転ベース５７、突き上げピン６０、モータ６１、プーリ６２ａ，６２ｂ、ベルト６３、ボールねじ６４ａ、ナット６４ｂ、ころ軸受６５、及び回転機構８０を含んで構成されている。

図７において、温度調節プレート５１は、複数の脚部５２により支えられている。温度調節プレート５１の内部には、図示しない温度調節液が流れる配管が設けられている。基板１を温度調節プレート５１に搭載したとき、温度調節プレート５１が基板１に接触し、温度調節プレート５１内を流れる温度調節液と基板１との間で熱伝導が行われて、基板１の温度が調節される。温度調節プレート５１の下方には、固定ベース５３が設置されており、固定ベース５３には、昇降ガイド５４が取り付けられている。昇降ガイド５４には、昇降ベース５５が上下に移動可能に取り付けられている。昇降ベース５５には、ころ軸受６５及びナット６４ｂを介して、回転ベース５７が回転可能に搭載されている。

図６及び図７において、回転ベース５７の下面には、図６の図面縦方向、図７の図面奥行き方向へ伸びる複数のバー５６が取り付けられており、回転ベース５７の上面には、図６及び図７の図面横方向へ伸びる複数のバー５８が取り付けられている。各バー５６には、複数の突き上げピン６０が取り付けられており、温度調節プレート５１には、突き上げピン６０が通る複数の貫通孔が設けられている。

図７において、固定ベース５３には、モータ６１が取り付けられており、モータ６１の回転軸にはプーリ６２ａが取り付けられている。また、固定ベース５３には、ボールねじ６４ａが回転可能に取り付けられており、ボールねじ６４ａの下端には、プーリ６２ｂが取り付けられている。プーリ６２ａとプーリ６２ｂはベルト６３で連結されており、モータ６１の回転が、プーリ６２ａ、ベルト６３及びプーリ６２ｂを介して、ボールねじ６４ａへ伝達される。

図８は、温度調節装置の動作を説明する図である。モータ６１によりボールねじ６４ａを回転すると、ボールねじ６４ａとかみ合うナット６４ｂが上下に移動し、昇降ベース５５が昇降ガイド５４に沿って上下に移動する。昇降ベース５５が上下に移動すると、回転ベース５７の下面に取り付けられたバー５６が上下に移動して、突き上げピン６０が昇降される。基板搬送ロボット３５が基板１を温度調節装置５０へ搬送する際、温度調節装置５０は、図８に示す様に、突き上げピン６０を温度調節プレート５１の表面より上昇させて、基板１を基板搬送ロボット３５のハンドリングアームから受け取る。そして、図７に示す様に、突き上げピン６０を温度調節プレート５１の内部へ下降させて、基板１を温度調節プレート５１に搭載する。また、基板搬送ロボット３５が基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する際、温度調節装置５０は、図８に示す様に、突き上げピン６０を温度調節プレート５１の表面より上昇させて、基板１を温度調節プレート５１から持ち上げ、基板搬送ロボット３５のハンドリングアームが突き上げピン６０の先端から基板１を受け取る。

温度調節装置５０の周囲には、温度調節装置５０に搭載された基板１の縁を検出する複数の基板エッジ検出センサーが配置されている。図９は、基板エッジ検出センサーの上面図である。また、図１０は、基板エッジ検出センサーの側面図である。各基板エッジ検出センサーは、投光部６７ａ又は６８ａと、受光部６７ｂ又は６８ｂとから成る。図１０に示す様に、投光部６７ａと受光部６７ｂは、温度調節装置５０に搭載された基板１を挟んで、向かい合って設置されている。投光部６８ａと受光部６８ｂも同様である。

本実施の形態では、基板搬送ロボット３５が基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する際に、基板１を９０度回転させるため、チャック１０に縦置きで搭載する基板１は、図９に実線で示す様に、温度調節装置５０に横置きで搭載される。基板エッジ検出センサーの投光部６７ａと受光部６７ｂは、温度調節装置５０に横置きで搭載される基板１の一辺の縁の上下に配置されている。また、チャック１０に横置きで搭載する基板１は、図９に破線で示す様に、温度調節装置５０に縦置きで搭載される。基板エッジ検出センサーの投光部６８ａと受光部６８ｂは、温度調節装置５０に縦置きで搭載される基板１の一辺の縁の上下に配置されている。

図１０に示す様に、温度調節装置５０の突き上げピン６０により基板１を持ち上げた状態で、基板エッジ検出センサーの投光部６７ａ，６８ａは、基板１の縁へ所定の幅の光を照射する。基板エッジ検出センサーの受光部６７ｂ，６８ｂは、複数の受光素子を含むラインセンサーで構成されている。各受光素子は、それぞれ、投光部６７ａ，６８ａが照射した光を受光し、受光した光の強度に応じた検出信号を出力する。基板１を透過して受光された光と基板１を透過せずに直接受光された光とでは強度が異なるため、受光部６７ｂ，６８ｂの検出信号は、基板１の縁の前後で強度が変化する。

図１において、傾き検出装置６９は、受光部６７ｂ，６８ｂの検出信号から、基板１の一辺の縁の位置を複数箇所で検出し、検出した基板１の一辺の縁の位置の違いから、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出する。温度調節装置５０に縦置きで搭載された長方形の基板１の一辺の縁を、複数の基板エッジ検出センサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出し、温度調節装置５０に横置きで搭載された長方形の基板１の一辺の縁を、別の複数の基板エッジ検出センサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出するので、長方形の基板１をチャック１０に縦置きで搭載する場合及び横置きで搭載する場合のいずれにも対応することができる。

図１１（ａ）は回転機構の上面図、図１１（ｂ）は回転機構の側面である。回転機構８０は、ガイド８１、モータ８２、軸継手８３、ボールねじ８４ａ、ナット８４ｂ、軸受８５、移動ブロック８６、ボルト８７，８８、及び引張コイルバネ８９を含んで構成されている。図１１（ｂ）において、昇降ベース５５には、ガイド８１及びモータ８２が設置されている。ガイド８１には、移動ブロック８６が移動可能に取り付けられている。図１１（ａ），（ｂ）において、モータ８２の回転軸には、軸継手８３を介して、ボールねじ８４ａが接続されている。ボールねじ８４ａは、軸受８５により、回転可能に支持されている。移動ブロック８６の内部には、ボールねじ８４ａにより移動されるナット８４ｂが取り付けられている。モータ８２によりボールねじ８４ａを回転すると、移動ブロック８６がガイド８１に沿って図面横方向へ移動される。

図１１（ａ）において、回転ベース５７には、回転機構８０の上方の位置に、略コの字形の切り欠き部が設けられている。移動ブロック８６の上部には、ボルト８７が取り付けられており、回転ベース５７の切り欠き部の側面には、ボルト８８が取り付けられている。また、移動ブロック８６の上部には、引張コイルバネ８９の一端が取り付けられており、回転ベース５７の切り欠きの側面には、引張コイルバネ８９の他端が取り付けられている。回転ベース５７は、引張コイルバネ８９により移動ブロック８６の方向へ付勢されており、ボルト８８の頭がボルト８７の頭に接触している。移動ブロック８６がモータ８２により図面左方向へ移動されると、ボルト８８がボルト８７に押されて、回転ベース５７がθ方向へ時計周りに回転する。また、移動ブロック８６がモータ８２により図面右方向へ移動されると、回転ベース５７が引張コイルバネ８９に引っ張られてθ方向へ反時計周りに回転する。

図６において、回転ベース５７がθ方向へ回転すると、回転ベース５７の下面に取り付けられたバー５６がθ方向へ回転して、突き上げピン６０がθ方向へ回転する。温度調節プレート５１の貫通孔は、突き上げピン６０がθ方向へ回転できる様に、広めに形成されている。図１０に示す様に基板１を突き上げピン６０で持ち上げた状態で、図１の傾き検出装置６９は、検出した基板１のθ方向の傾きに基づき、回転機構８０のモータ８２を制御して、基板搬送ロボット３５が基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する前に、基板１を持ち上げた突き上げピン６０を基板１のθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転させる。これにより、基板１がθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転されて、基板１のθ方向の傾きが補正される。

基板１をチャックへ搬送する前に、基板１を温度調節装置５０に搭載して基板１の温度を調節し、温度調節装置５０に基板１をθ方向へ回転する回転機構８０を設け、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する前に、基板１をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板１のθ方向の傾きを補正するので、基板１がチャックに対してθ方向の回転が無い姿勢でチャック１０に搭載される。そして、基板１をチャック１０に搭載する前にチャック１０をθ方向へ回転する必要がないので、レーザー測長系によるチャック１０の位置検出が中断されない。従って、チャック１０の平行出し作業をレーザー測長系によるチャック１０の位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャック１０の位置検出誤差がばらつき無く一定になる。

また、温度調節装置５０に、基板１に接触して基板１の温度を調節する温度調節プレート５１と、温度調節プレート５１から基板１を持ち上げる複数の突き上げピン６０とを設け、回転機構８０により、基板１を持ち上げた複数の突き上げピン６０をθ方向へ回転して、基板１をθ方向へ回転するので、基板１に接触して基板１の温度を調節する温度調節プレート５１をθ方向へ回転することなく、簡単な構成で基板１のθ方向の傾きが補正される。

図１２は、受け渡し位置にあるチャックの上面図である。また、図１３は、受け渡し位置にあるチャックの側面図である。受け渡し位置にあるチャック１０の上空には、実線で示したチャック１０に縦置きで搭載される基板１の直交する二辺の縁の真上の位置に、ＣＣＤカメラ４７が設置されており、破線で示したチャック１０に横置きで搭載される基板１の直交する二辺の縁の真上の位置に、ＣＣＤカメラ４８が設置されている。基板１がチャック１０に縦置きで搭載されたとき、ＣＣＤカメラ４７は、チャック１０に縦置きで搭載された基板１の直交する二辺の縁の画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置４９へ出力する。また、基板１がチャック１０に横置きで搭載されたとき、ＣＣＤカメラ４８は、チャック１０に横置きで搭載された基板１の直交する二辺の縁の画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置４９へ出力する。

図１において、画像処理装置４９は、ＣＣＤカメラ４７，４８が出力した画像信号を処理して、チャック１０に搭載された基板１の直交する二辺の縁の位置を検出する。主制御装置７０は、画像処理装置４９が検出した基板１の直交する二辺の縁の位置から、チャック１０に搭載された基板１のＸＹ方向の位置及びθ方向の傾きを検出する。主制御装置７０は、検出した基板１のＸＹ方向の位置に基づき、ステージ駆動回路９を制御して、基板１の中心点が露光を開始する前の所定の位置へ来る様に、Ｘステージ５によりチャック１０を露光位置へ移動させる。また、主制御装置７０は、検出した基板１のθ方向の傾きに基づき、ステージ駆動回路９を制御して、チャック１０に搭載された基板１の直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に、θステージ８をθ方向へ回転させる。

主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図１４は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、及び座標決定部７５を含んで構成されている。メモリ７２は、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶している。

バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。

レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路９を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路９を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図１４において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。そして、中心点座標決定部７４は、走行誤差検出回路４６の検出結果に基づき、決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標を補正する。

座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が補正したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。

Ｘステージ５の走行誤差を検出し、Ｘステージ５の走行誤差の検出結果に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データの座標を補正し、補正した座標の描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給するので、Ｘステージ５に横揺れやヨーイング等の走行誤差が発生しても、パターンの描画が精度良く行われる。

図１５〜図１８は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１５〜図１８は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１５〜図１８においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。

図１５は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１６に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１７は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１７に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１８は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１８に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。

複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１を走査する際も、各光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターンがＸステージ５の走行誤差により互いにずれるのを防止することができるので、パターンの描画を精度良く行うことができる。そして、複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。

なお、図１５〜図１８では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。

以上説明した実施の形態によれば、基板１をチャック１０へ搬送する前に、基板１を温度調節装置５０に搭載して基板１の温度を調節し、温度調節装置５０に基板をθ方向へ回転する回転機構８０を設け、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送する前に、基板１をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板１のθ方向の傾きを補正することにより、レーザー測長系によるチャック１０の位置検出を中断させることなく、基板１をチャック１０に対してθ方向の回転が無い姿勢でチャック１０に搭載することができる。従って、チャック１０の平行出し作業をレーザー測長系によるチャック１０の位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャック１０の位置検出誤差をばらつき無く一定にすることができる。

さらに、温度調節装置５０に、基板１に接触して基板１の温度を調節する温度調節プレート５１と、温度調節プレート５１から基板１を持ち上げる複数の突き上げピン６０とを設け、回転機構８０により、基板１を持ち上げた複数の突き上げピン６０をθ方向へ回転して、基板１をθ方向へ回転することにより、基板１に接触して基板１の温度を調節する温度調節プレート５１をθ方向へ回転することなく、簡単な構成で基板１のθ方向の傾きを補正することができる。

さらに、温度調節装置５０に縦置きで搭載された長方形の基板１の一辺の縁を、複数の基板エッジ検出センサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出し、温度調節装置５０に横置きで搭載された長方形の基板１の一辺の縁を、別の複数の基板エッジ検出センサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置５０に搭載された基板１のθ方向の傾きを検出することにより、長方形の基板１をチャック１０に縦置きで搭載する場合及び横置きで搭載する場合のいずれにも対応することができる。

なお、以上説明した実施の形態では、基板にパターンを描画する露光装置の例を示したが、本発明は、レーザー測長系を用いてチャックの位置を検出するプロキシミティ露光装置にも適用することができる。

本発明の露光装置又は露光装置の基板搬送方法を用いて基板の露光を行うことにより、チャックの平行出し作業をレーザー測長系によるチャックの位置検出が中断する度に行う必要が無くなり、またレーザー測長系によるチャックの位置検出誤差をばらつき無く一定にすることができるので、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで製造することができる。

例えば、図１９は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図２０は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、印刷法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１９に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図２０に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光装置の基板搬送方法を適用することができる。

１ 基板
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ ステージ駆動回路
１０ チャック
１１ ゲート
２０ 光ビーム照射装置
２０ａ ヘッド部
２１ レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ レンズ
２４ ミラー
２５ ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）
２６ 投影レンズ
２７ ＤＭＤ駆動回路
３１，３３ リニアスケール
３２，３４ エンコーダ
３５ 基板搬送ロボット
４０ レーザー測長系制御装置
４１ レーザー光源
４２，４４ レーザー干渉計
４３，４５ バーミラー
４６ 走行誤差検出回路
４７，４８ ＣＣＤカメラ
４９ 画像処理装置
５０ 温度調節装置
５１ 温度調節プレート
５２ 脚部
５３ 固定ベース
５４ 昇降ガイド
５５ 昇降ベース
５６，５８ バー
５７ 回転ベース
６０ 突き上げピン
６１ モータ
６２ａ，６２ｂ プーリ
６３ ベルト
６４ａ ボールねじ
６４ｂ ナット
６５ ころ軸受
６７ａ，６８ａ 基板エッジ検出センサー（投光部）
６７ｂ，６８ｂ 基板エッジ検出センサー（受光部）
６９ 傾き検出装置
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２ メモリ
７３ バンド幅設定部
７４ 中心点座標決定部
７５ 座標決定部
８０ 回転機構
８１ ガイド
８２ モータ
８３ 軸継手
８４ａ ボールねじ
８４ｂ ナット
８５ 軸受
８６ 移動ブロック
８７，８８ ボルト
８９ 引張コイルバネ

Claims (8)

1. 基板を支持するチャックと、前記チャックを移動するステージと、前記チャックの位置を検出するレーザー測長系とを備えた露光装置において、
   基板を前記チャックへ搬送する前に、基板を搭載して基板の温度を調節する温度調節装置と、
   前記温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出する検出手段と、
   基板を前記温度調節装置から前記チャックへ搬送する基板搬送手段とを備え、
   前記温度調節装置は、基板をθ方向へ回転する回転機構を有し、前記検出手段の検出結果に基づき、前記基板搬送手段が基板を前記温度調節装置から前記チャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正することを特徴とする露光装置。
2. 前記温度調節装置は、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートと、該温度調節プレートから基板を持ち上げる複数の突き上げピンとを有し、
   前記回転機構は、基板を持ち上げた複数の突き上げピンをθ方向へ回転して、基板をθ方向へ回転することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記検出手段は、前記温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を複数箇所で検出する複数のセンサーと、
   前記温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を複数箇所で検出する複数のセンサーとを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージと、チャックの位置を検出するレーザー測長系とを備えた露光装置の基板搬送方法であって、
   基板をチャックへ搬送する前に、基板を温度調節装置に搭載して基板の温度を調節し、
   温度調節装置に基板をθ方向へ回転する回転機構を設け、
   温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、
   検出結果に基づき、基板を温度調節装置からチャックへ搬送する前に、基板をθ方向の傾き分だけ逆方向へ回転して、基板のθ方向の傾きを補正することを特徴とする露光装置の基板搬送方法。
5. 温度調節装置に、基板に接触して基板の温度を調節する温度調節プレートと、温度調節プレートから基板を持ち上げる複数の突き上げピンとを設け、
   回転機構により、基板を持ち上げた複数の突き上げピンをθ方向へ回転して、基板をθ方向へ回転することを特徴とする請求項４に記載の露光装置の基板搬送方法。
6. 温度調節装置に縦置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出し、
   温度調節装置に横置きで搭載された長方形の基板の一辺の縁を、別の複数のセンサーにより複数箇所で検出して、温度調節装置に搭載された基板のθ方向の傾きを検出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光装置の基板搬送方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
8. 請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光装置の基板搬送方法を用いて基板をチャックへ搬送し、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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